Sistema de engranajes o ruedas dentadas.

 

El tren de engranajes es otro mecanismo para transmitir el movimiento rotatorio y el movimiento de torsión. A diferencia de una correa y poleas, o una cadena y piñones, no hace falta ningún mecanismo de enlace (correa o cadena). Los engranajes tienen dientes que se engranan unos con otros.

En los engranajes de distintos tamaños, el engranaje más pequeño se llama piñón, y el más grande se llama rueda.

 

Dos o más engranajes unidos o engranados de esta forma se denominan tren de engranaje.

 

 

Explicación del tren de engranaje

 

En e! diagrama podemos ver un tren de engranaje simple en el que A es el engranaje motriz, y B el engranaje arrastrado.

 

 

Cuando A da una vuelta completa, sus 15 dientes pasan el punto X del diagrama. Como los engranajes se engranan (y no se pueden desprender), 15 dientes del engranaje arrastrado también pasan el punto X. Por tanto, por cada vuelta completa del engranaje motriz, el engranaje arrastrado solamente girará un cuarto de vuelta.

Ahora bien, como el engranaje arrastrado solamente gira un cuarto de vuelta por cada vuelta completa del engranaje motriz, el engranaje arrastrado solamente girará aun cuarto de la velocidad del engranaje motriz.

 

Por tanto, la relación de velocidades del sistema anterior (y relación de transmisión) es de 4: 1.

 

 

Cálculo de la relación de transmisión (tren de engranaje simple).

 

Para calcular la relación de transmisión de un tren de engranaje simple, usa la siguiente ecuación:

 

relación de transmisión :

 

número de dientes del engranaje arrastrado/ número de dientes del engranaje motriz

 

Para el ejemplo anterior:

 

Relación de transmisión : 60/15 = 4/1     4:1

 

La relación entre las velocidades de giro de las ruedas depende del nº de dientes de cada una y se expresa mediante las siguientes ecuaciones:

 

 V1 n1 = V2 n2

 

V1/V2 = n2/n1

 

 

Tren de engranajes compuesto.

 

 

En el diagrama puede verse el tren de engranajes compuesto. Observa que se usan cuatro engranajes y que los engranajes B y C están sujetos al mismo eje.

Cuando el engranaje motriz A da una vuelta completa, el engranaje B girará un cuarto de una vuelta. Ahora bien, como el engranaje C está sujeto al mismo eje que el engranaje B, también da un cuarto de vuelta. Por tanto, el engranaje D solamente girará 1/4 de 1/4 de una vuelta, es decir, 1/16 de una vuelta. Por tanto, la relación de transmisión de este tren de engranajes compuesto es de 16: 1.

 

Cálculo de la relación de transmisión ( tren de engranajes compuesto).

 

Para calcular la relación de transmisión de un tren de engranajes compuesto, emplea la ecuación siguiente:

 

Relación de transmisión =  (n.° de dientes de B/ n.° de dientes de A)

x ( nº de dientes de D /n.° de dientes de C).

 

En el ejemplo anterior:

 

Relación de transmisión = 60/15 x 60/15 = 4/1 x 4/1 = 16/1        16:1

 

La relación entre las velocidades de giro de las ruedas motriz (A) y conducida (D) depende del nº de dientes de los engranajes del sistema y se expresa mediante la siguiente ecuación:

 

VA/VD = (nB nD)/ (nA nC)

 

 

Engranaje loco.

 

Cuando dos engranajes se endentan de forma normal, el engranaje motriz y el engranaje arrastrado giran en sentidos opuestos.

 

Sin embargo, utilizando un engranaje adicional, llamado piñón loco, se puede hacer que el engranaje motriz y el arrastrado giren en el mismo sentido.

 

 

Es importante saber que un engranaje loco no altera la relación de transmisión de un sistema, ni cambia la relación de velocidades.

 

Características de los sistemas de transmisión de los engranajes.

 

La ventaja principal de un sistema de transmisión de engranajes es su compacticidad. Otra característica importante es el desajuste mínimo entre los engranajes.

La principal desventaja (de engranajes metálicos mecanizados) es su alto coste. La ineficacia debida al rozamiento es otro problema, que se puede reducir por medio de la lubricación.

 

 

Tornillo sin fin y rueda helicoidal.

 

Todos los mecanismos rotatorios descritos hasta ahora transmiten movimiento entre ejes paralelos. Sin embargo, el tornillo sin fin de la rueda helicoidal transmite movimiento entre ejes que están en ángulos rectos.

 

 

Explicación del tornillo sin fin y de la rueda helicoidal.

 

Un engranaje helicoidal tiene sólo un diente con forma de hilo de rosca, o helicoidal.

Cada vez que el tornillo sin fin da una vuelta completa, sólo un diente de la rueda helicoidal pasa el punto X del diagrama.

 

Por tanto, para hacer que la rueda helicoidal dé una vuelta completa, el tornillo sin fin tiene que girar 60 veces.

 

Ahora bien, como el tornillo sin fin tiene que girar 60 veces por cada vuelta completa de la rueda helicoidal, el tornillo sin fin tiene que girar 60 veces más rápido que la rueda helicoidal. Por tanto, la relación de velocidades (y la relación de transmisión) del sistema anterior es de 60:1.

 

 

Cálculo de la relación de transmisión (rueda helicoidal).

 

Para calcular la relación de transmisión de un tornillo sin fin y una rueda helicoidal, utiliza la siguiente ecuación:

 

Relación de transmisión = nº de dientes de la rueda helicoidal/nº de dientes del tornillo sin fin.

 

En el ejemplo anterior:

 

Relación de transmisión = 60/1     60:1

 

 

 

Características del sistema de transmisión del tornillo sin fin y la rueda helicoidal.

 

Probablemente la característica más importante de un tornillo sin fin y una rueda helicoidal son las relaciones de transmisión tan altas posibles. También son importantes la capacidad de transmitir movimiento a través de los ángulos rectos, y el funcionamiento tan silencioso de los engranajes.

La principal desventaja (de engranajes metálicos) es su alto coste. Los engranajes de plástico se pueden hacer con más facilidad, especialmente si se moldean por inyección y en grandes cantidades.

 

 

Nuestro sistema de piñones reductores.

 

Nuestro motor de juguetería lleva puesto en el eje un sinfín de Microlog modelo LOG 246 módulo 0,5 de plástico, carrera 9 mm y diámetro 6 mm.

 

El sinfín va encajado en un engrane con piñón de Microlog modelo LOG 52, de 20 y 10 dientes para ejes de 2 mm.

 

El sinfín encaja en el engranaje-piñón A. Este se encaja en el B y este a su vez en el C. El D está para que al unir los dos ejes los cuatro engranaje-piñones tengan dos puntos de contacto y quede bien engarzados.

 El B y D giran libres en su eje. El A gira libre en su eje pero el C no gira para que el eje mueva la rueda.

 

Hay tres desmultiplicaciones en total. La velocidad es alta para la acción-reacción de los sensores-motores pero los motores tienen una regulación electrónica de la velocidad por lo que podremos ajustar la acción-reacción para que el móvil robot ratón siga el rastro.